Enthält Regenwasser Stickstoff?

Beim Verbrennen von Kohle und Benzin entstehen viele Stickoxid-Ionen, die Luftverschmutzung und sauren Regen verursachen. Aber auch normaler Regen enthält Stickoxide, da Stickstoffgas in der Atmosphäre vorhanden ist. Blitze können dazu führen, dass Stickstoffgas mit Sauerstoff reagiert, um Stickoxide zu produzieren, die bei normalem Regen die natürliche Stickstoffquelle sind. Stickstoff wird durch das globale Ökosystem zirkuliert, von Stickstoffgas über Ammoniak zu Nitriten und Nitraten und kehrt schließlich als Stickstoffgas in die Atmosphäre zurück. Menschliche Aktivitäten wie Kraftwerke und Autos können die Stickstofffreisetzung in die Luft und damit die Stickstoffmenge im Regenwasser erhöhen.

Reines Wasser hat einen pH-Wert von 7, was bedeutet, dass es neutral, nicht sauer oder basisch ist. Natürliches Regenwasser ist jedoch mit einem pH-Wert von 5,6 leicht sauer, da der Teil der Atmosphäre, der enthält Wolken enthält auch Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid, die sich mit Wasser zu Wasser verbinden Säuren. Stickstoffgas in der Atmosphäre (N2) wird vom Blitz getroffen und wird zu Stickstoffmonoxid (NO), das mit Sauerstoff (O2) reagiert, um Stickstoffdioxid (NO2) zu erzeugen. NO2 reagiert dann mit Wasser zu Salpetersäure (HNO3). Somit enthält Regenwasser Stickstoff in Form von Salpetersäure.

Stickstoff gelangt auch durch die Luftverschmutzung an der Oberfläche in das Regenwasser. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Form von Kohle und Benzin entstehen Nitrit- (NO2-) und Nitrat- (NO3-) Ionen. Bei Verbrennungstemperaturen über 538 Grad Celsius verbinden sich Stickstoff und Sauerstoff zu Stickoxiden. Nitrit- und Nitrationen gelangen in die Atmosphäre und interagieren mit Wasserdampf, um salpetrige Säure bzw. Salpetersäure zu werden. Diese Säuren sind Teil dessen, was sauren Regen verursacht, der Eigentum schädigt und die Vegetation schädigt.

Menschliche Aktivitäten erzeugen große Mengen an Nitrit und Nitrationen, die in die Atmosphäre gelangen und sauren Regen verursachen. Die Hauptquellen sind die Verbrennung von Kohle in Kraftwerken und Benzin in Autos. Kraftwerke im Mittleren Westen der USA geben jedes Jahr Millionen Tonnen Stickoxide in die Luft ab. Die Stickoxide in der Luft verursachen nicht nur sauren Regen, der die Vegetation abtötet, sie gelangen als saurer Regenabfluss in Flüsse und Seen und wirken als Dünger, der das Gleichgewicht des Ökosystems schädigt.

Stickstoff ist ein wichtiges Element in lebenden Organismen und wird auf natürliche Weise im gesamten Ökosystem zirkuliert. Der Stickstoffkreislauf macht das Stickstoffgas (N2) in der Atmosphäre in eine Form, die für Organismen, die Stickstoff nicht binden können, bioverfügbar ist. Stickstofffixierende Bakterien im Boden und in den Wurzeln von Pflanzen wandeln N2-Gas in Ammoniak um. Nitrifizierende Bakterien wandeln dann das Ammoniak in Nitrite und Nitrate um. Pflanzen nehmen die Ammoniak- und Stickoxid-Ionen in ihre Strukturen auf, die von Tieren verzehrt werden. Wenn diese Tiere sterben und sich zersetzen, wird das Ammoniak (NH3) in ihrem Körper wieder in den Boden abgegeben. Schließlich wandeln denitrifizierende Bakterien Nitrite und Nitrate wieder in Stickstoffgas um und geben Stickstoff wieder in die Atmosphäre ein.